(57)【要約】  水素を含まない原料ガスを用いることによりＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の膜質の劣化を抑制できる熱ＣＶＤ装置を提供する。本発明に係る熱ＣＶＤ装置は、チャンバー１と、前記チャンバー内に配置され、被成膜基板６が保持されるステージ４と、前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材３と、前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱する加熱機構５と、前記チャンバー内に原料ガスが供給される原料ガス供給機構と、前記チャンバー内に酸化ガスが供給される酸化ガス供給機構と、前記チャンバー内を排気する排気機構と、を具備し、前記原料ガスは、水素を含まないＳｉ系材料を有することを特徴とする。
2011010727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱する加熱機構と、
前記チャンバー内に原料ガスが供給される原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内に酸化ガスが供給される酸化ガス供給機構と、
前記チャンバー内を排気する排気機構と、
を具備し、
前記原料ガスは、水素を含まないＳｉ系材料を有することを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記チャンバー内にフッ化炭素ガスが供給されるフッ化炭素ガス供給機構をさらに具備することを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏであるイソシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記酸化ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２の少なくとも一つを含むことを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項５】
熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜を成膜する方法において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、
前記チャンバー内を真空排気し、
前記チャンバー内に水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及び酸化ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、酸化ガス及びフッ化炭素ガスを供給することを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項６】
熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜を成膜する方法において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、前記チャンバー内を真空排気する第１工程と、
前記チャンバー内に、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及びフッ化炭素ガスを供給する第２工程と、
前記原料ガスの供給を停止し、前記チャンバー内を真空排気する第３工程と、
前記チャンバー内に酸化ガスを供給する第４工程と、
前記酸化ガスの供給を停止し、前記チャンバー内を真空排気する第５工程と、
を具備することを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項７】
請求項６において、前記第５工程の後に、前記第２工程乃至前記第５工程を繰り返すことを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項において、前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏであるイソシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか一項において、前記酸化ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２の少なくとも一つを含むことを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項１０】
熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上に成膜されたＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、
前記チャンバー内を真空排気し、
前記チャンバー内に、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及び酸化ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、酸化ガス及びフッ化炭素ガスを供給することにより成膜されたことを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱ＣＶＤ装置、ＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜及びその成膜方法に係わり、特に、水素を含まない原料ガスを用いることにより、ＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の膜質の劣化、又はＰＺＴ（Pb(Zr,Ti)O3）に代表される金属酸化物のデバイスの水素還元を抑制できる熱ＣＶＤ装置、ＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜及びその成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モノシラン（ＳｉＨ４）、テトラエトキシシラン（［Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４］；ＴＥＯＳ）、トリメトキシシラン（［Ｓｉ（ＯＣＨ３）３Ｈ］；ＴＭＳ）等の原料ガスと、Ｏ２、Ｎ２Ｏ、Ｏ３等の酸化剤とを用いて熱ＣＶＤ装置により基板上にＳｉＯ２膜が形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の熱ＣＶＤ装置では、原料ガス中に水素が含まれることによりＨ２Ｏ又はＯＨがＳｉＯ２膜中に混入するため、膜質の劣化が起こり、ＳｉＯ２膜に要求される膜質を満たさないことがある。また、基板にデバイス（例えばＰＺＴに代表される金属酸化物のデバイス）が形成されている場合、原料ガスから解離した水素によってデバイス（金属酸化物のデバイス）が還元され、デバイス特性が劣化することがある。【０００４】
本発明の一態様は、水素を含まない原料ガスを用いることによりＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の膜質の劣化を抑制できる熱ＣＶＤ装置、ＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜及びその成膜方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱する加熱機構と、
前記チャンバー内に原料ガスが供給される原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内に酸化ガスが供給される酸化ガス供給機構と、
前記チャンバー内を排気する排気機構と、
を具備し、
前記原料ガスは、水素を含まないＳｉ系材料を有することを特徴とする。【０００６】
また、本発明の一態様に係る熱ＣＶＤ装置において、前記チャンバー内にフッ化炭素ガスが供給されるフッ化炭素ガス供給機構をさらに具備することも可能である。【０００７】
また、本発明の一態様に係る熱ＣＶＤ装置において、前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏであるイソシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることが好ましい。【０００８】
また、本発明の一態様に係る熱ＣＶＤ装置において、前記酸化ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２の少なくとも一つを含むことが好ましい。【０００９】
本発明の一態様に係るＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法は、熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜を成膜する方法において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、
前記チャンバー内を真空排気し、
前記チャンバー内に水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及び酸化ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、酸化ガス及びフッ化炭素ガスを供給することを特徴とする。【００１０】
本発明の一態様に係るＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法は、熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜を成膜する方法において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、前記チャンバー内を真空排気する第１工程と、
前記チャンバー内に、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及びフッ化炭素ガスを供給する第２工程と、
前記原料ガスの供給を停止し、前記チャンバー内を真空排気する第３工程と、
前記チャンバー内に酸化ガスを供給する第４工程と、
前記酸化ガスの供給を停止し、前記チャンバー内を真空排気する第５工程と、
を具備することを特徴とする。【００１１】
また、本発明の一態様に係るＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法において、前記第５工程の後に、前記第２工程乃至前記第５工程を繰り返すことが好ましい。【００１２】
また、本発明の一態様に係るＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法において、前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏであるイソシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることが好ましい。【００１３】
また、本発明の一態様に係るＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法において、前記酸化ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２の少なくとも一つを含むことが好ましい。【００１４】
本発明の一態様に係るＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜は、熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上に成膜されたＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、
前記チャンバー内を真空排気し、
前記チャンバー内に、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及び酸化ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、酸化ガス及びフッ化炭素ガスを供給することにより成膜されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様を適用することで、水素を含まない原料ガスを用いてＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の膜質の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施形態による熱ＣＶＤ装置を示す模式図である。
【図２】比較例としてのＳｉＯ２膜を分析した結果である波数（wavenumber）と吸光度（abs.）の関係を示す図である。
【図３】実施例としてのＳｉＯ２膜を分析した結果である波数（wavenumber）と吸光度（abs.）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態による熱ＣＶＤ装置を示す模式図である。
図１に示す熱ＣＶＤ装置は真空チャンバー１を有している。この真空チャンバー１には排気管２が設けられており、この排気管２には真空ポンプなどの図示せぬ真空排気機構が接続されている。また、真空チャンバー１には、真空チャンバー１の真空度を測定及び制御する真空計９が取り付けられている。
【００１９】
また、真空チャンバー１内にはガスシャワー供給部材３が配置されており、ガスシャワー供給部材３はシャワー状のガスを真空チャンバー１内に供給するためのものである。また、真空チャンバー１内には被成膜基板６を保持するステージ４が配置されており、このステージ４はガスシャワー供給部材３と対向するように位置されている。ガスシャワー供給部材３及びステージ４それぞれにはヒータ５が設けられている。ステージ４におけるガスシャワー供給部材３との対向面には被成膜基板６が配置されるようになっている。
【００２０】
ガスシャワー供給部材３は配管を通して気化器１０の一方端に接続されている。気化器１０の他方端は配管を通して第１のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１の一方端に接続されており、第１のマスフローコントローラ１１の他方端は配管を通してＨｅボンベに接続されている。また、気化器１０の他の他方端は配管を通して第２のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１２の一方端に接続されており、第２のマスフローコントローラ１２の他方端は配管を通して原料供給源１５に接続されている。原料供給源１５にはＳｉ系材料が入れられている。このＳｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏであるイソシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることが好ましく、例えば下記の化学式に示すいずれかの材料である。原料供給源１５には配管を通してＨｅボンベに接続されている。
【００２１】
【化１】
2011010727.tif 000003
【００２２】
【化２】
2011010727.tif 000004
【００２３】
【化３】
2011010727.tif 000005
【００２４】
【化４】
2011010727.tif 000006
【００２５】
【化５】
2011010727.tif 000007
【００２６】
【化６】
2011010727.tif 000008
【００２７】
【化７】
2011010727.tif 000009
【００２８】
また、ガスシャワー供給部材３は配管を通して第３のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１３の一方端に接続されており、第３のマスフローコントローラ１３の他方端は配管を通して酸化剤を供給する酸化剤供給源に接続されている。酸化剤供給源は、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２などの酸化ガスのいずれか又は複数の酸化ガスを供給するための供給源である。
【００２９】
また、ガスシャワー供給部材３は配管を通して第４のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１４の一方端に接続されており、第４のマスフローコントローラ１４の他方端は配管を通してフッ化炭素を供給するフッ化炭素供給源に接続されている。フッ化炭素供給源は、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８などのフッ化炭素ガスのいずれか又は複数のフッ化炭素ガスを供給するための供給源である。
また、ガスシャワー供給部材３は配管を通してＯ３供給源に接続されている。
【００３０】
次に、上記熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板６に薄膜を成膜する方法について説明する。なお、本実施形態による熱ＣＶＤ装置は図示せぬ制御部を有しており、この制御部によって以下に説明するような動作を行わせるように熱ＣＶＤ装置が制御される。
【００３１】
まず、ステージ４上に被成膜基板６を配置し、真空チャンバー１内を真空排気機構によって真空排気する。次いで、ヒータ５によって真空ャンバー１内及び被成膜基板６を加熱することにより、被成膜基板６の温度を１００〜８００℃に保持する。なお、本実施形態では、真空チャンバー１内を真空排気しているが、真空チャンバー１内を常圧にしてＣＶＤ成膜を行っても良い。
【００３２】
次いで、ＨｅボンベからＨｅガスを原料供給源１５に供給することにより、Ｈｅガスの圧力によって押し出された材料が第２のマスフローコントローラ１２を通して気化器１０に供給される。これとともに、Ｈｅボンベから第１のマスフローコントローラ１１を通して気化器１０にＨｅガスが供給される。そして、この気化器１０において前記材料が気化され且つＨｅガスによって希釈されることにより原料ガスが形成され、この原料ガスがガスシャワー供給部材３に供給される。これとともに、酸化剤供給源から酸化ガスが第３のマスフローコントローラ１３を通してガスシャワー供給部材３に供給され、Ｏ３供給源からＯ３ガスがガスシャワー供給部材３に供給される。原料ガス及び酸化ガスはガスシャワー供給部材３からシャワー状に被成膜基板６の表面上に供給される。
【００３３】
なお、ＳｉＯ２膜を成膜する場合は、原料ガス及び酸化ガスを被成膜基板６に供給すればよいが、ＳｉＯＦ膜（Ｌｏｗ−Ｋ材料の薄膜）を成膜する場合は、原料ガス及び酸化ガスに加えてフッ化炭素ガスを被成膜基板６に供給すればよい。フッ化炭素ガスは、フッ化炭素供給源からフッ化炭素ガスが第４のマスフローコントローラ１４を通してガスシャワー供給部材３に供給される。
【００３４】
次いで、原料ガス及び酸素ガスなどの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、所定のガス流量などの所望の条件とされる。例えば、原料ガスの流量は１〜１０００ｓｃｃｍ、Ｏ３ガス（Ｏ３濃度０．１〜１００％）の流量は１０〜１００００ｓｃｃｍ、成膜圧力は０．０５〜１．０気圧とする。
【００３５】
このようにして被成膜基板６の表面に熱ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によりＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜が成膜される。
【００３６】
上記第１の実施形態によれば、水素を含まない原料ガスを用いることにより、被成膜基板６上に成膜されたＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜にＨ２Ｏ又はＯＨが混入することを防止でき、その結果、膜質の劣化を抑制することができる。また、被成膜基板６にデバイス（例えばＰＺＴに代表される金属酸化物のデバイス）が形成されている場合、原料ガスから解離した水素によってデバイス（金属酸化物のデバイス）が還元され、デバイス特性が劣化することを抑制できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図１に示す熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板６に原子層気相成長（ＡＬＤ）により薄膜を成膜する方法について説明する。
【００３８】
まず、第１の実施形態と同様の方法で、真空チャンバー１内を真空排気し、被成膜基板６の温度を１００〜８００℃に保持する。
【００３９】
次いで、第１の実施形態と同様の方法で、原料ガスがガスシャワー供給部材３に供給され、ガスシャワー供給部材３からシャワー状に被成膜基板６の表面上に原料ガスが例えば１〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給される。この際の圧力は０．０５〜１．０気圧とする。次いで、原料ガスの供給が停止され、真空チャンバー１内に残留する原料ガスが排気される。
【００４０】
なお、ＳｉＯ２膜を成膜する場合は、原料ガスを被成膜基板６に供給すればよいが、ＳｉＯＦ膜（Ｌｏｗ−Ｋ材料の薄膜）を成膜する場合は、原料ガスに加えてフッ化炭素ガスを被成膜基板６に供給すればよい。フッ化炭素ガスは、フッ化炭素供給源からフッ化炭素ガスが第４のマスフローコントローラ１４を通してガスシャワー供給部材３に供給される。
【００４１】
次いで、Ｏ３供給源からＯ３ガスがガスシャワー供給部材３に供給され。ガスシャワー供給部材３からシャワー状に被成膜基板６の表面上にＯ３ガス（Ｏ３濃度０．１〜１００％）が例えば１０〜１００００ｓｃｃｍの流量で供給される。この際の圧力は０．０５〜１．０気圧とする。次いで、Ｏ３ガスの供給が停止され、真空チャンバー１内に残留するＯ３ガスが排気される。
【００４２】
次いで、上記の原料ガスの供給、停止、排気、Ｏ３ガスの供給、停止、排気を繰り返す。このような原子層気相成長により被成膜基板６の表面にＳｉＯ２膜が成膜される。
【００４３】
上記第２の実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００４４】
図２は、比較例として水素を含む原料ガスを用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜を下記の成膜条件で成膜し、このＳｉＯ２膜を株式会社堀場製作所製  ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）ＦＴ−７２０によって分析した結果を示す図である。図２は、波数（wavenumber）と吸光度（abs.）の関係を示している。【００４５】
（成膜条件）
成膜装置  ：  図１に示す熱ＣＶＤ装置
被成膜基板６  ：  ６インチＳｉウエハ
被成膜基板６の測定試料サイズ  ：  ５ｍｍ×１０ｍｍ
ガスシャワー供給部材３の温度（shawer）  ：  ８０℃
ステージ４の温度（platen）  ：  ４００℃
原料ガス  ：  ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、Ｈｅ
酸化ガス  ：  Ｏ３／Ｏ２（Ｏ２をＯ３化してＯ２の一部がＯ３となったＯ３とＯ２の混合ガス）
チャンバー内の圧力調整用のＮ２  ：  ７５００ｓｃｃｍ（図１にはＮ２の供給源を図示せず）
ＴＥＯＳの流量  ：  ２５ｓｃｃｍ
Ｈｅの流量  ：  １００ｓｃｃｍ
Ｏ２の流量  ：  ３５０ｓｃｃｍ  
成膜時の圧力  ：  ０．１気圧
成膜時間  ：  ８分
真空ポンプ  ：  ＭＢＰ（メカニカルブースターポンプ）＋ＤＰ（ドライポンプ）【００４６】
（分析結果）
被成膜基板上に成膜されたＳｉＯ２膜中の水素量は、株式会社堀場製作所製  ＥＭＧＡ−６２１Ｗ（融解方式水素分析装置）によって分析した結果、５．９４×１０−５ｇであった。
図２によれば、ＳｉＯ２種骨格構造を示す１１００ｃｍ−１付近のピークがシャープに検出され、原料ガス中の水素に起因するＳｉＯ２膜中の水分を示す３１００〜３７００ｃｍ−１付近がブロードに検出され、ＯＨ／ＳｉＯＳｉが０．３０４であることが検出された。【００４７】
図３は、実施例として水素を含まない原料ガスを用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜を下記の成膜条件で成膜し、このＳｉＯ２膜を株式会社堀場製作所製  ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）ＦＴ−７２０によって分析した結果を示す図である。図３は、波数（wavenumber）と吸光度（abs.）の関係を示している。【００４８】
（成膜条件）
成膜装置  ：  図１に示す熱ＣＶＤ装置
被成膜基板６  ：    ６インチＳｉウエハ
被成膜基板６の測定試料サイズ  ：  ５ｍｍ×１０ｍｍ
ガスシャワー供給部材３の温度（shawer）  ：  ８０℃
ステージ４の温度（platen）  ：  ４００℃
原料ガス  ：  ＴＩＣＳ（Tetracyanatesilane）、Ｈｅ
酸化ガス  ：  Ｏ３／Ｏ２（Ｏ２をＯ３化してＯ２の一部がＯ３となったＯ３とＯ２の混合ガス）
チャンバー内の圧力調整用のＮ２  ：  ７５００ｓｃｃｍ（図１にはＮ２の供給源を図示せず）
ＴＥＯＳの流量  ：  ２５ｓｃｃｍ
Ｈｅの流量  ：  １００ｓｃｃｍ
Ｏ２の流量  ：  ３５０ｓｃｃｍ
成膜時の圧力  ：  ０．１気圧
成膜時間  ：  ８分
真空ポンプ  ：  ＭＢＰ（メカニカルブースターポンプ）＋ＤＰ（ドライポンプ）【００４９】
（分析結果）
被成膜基板上に成膜されたＳｉＯ２膜中の水素は、株式会社堀場製作所製  ＥＭＧＡ−６２１Ｗ（融解方式水素分析装置）によって分析した結果、検出されなかった。
図３によれば、ＳｉＯ２種骨格構造を示す１１００ｃｍ−１付近のピークがシャープに検出され、原料ガス中の水素に起因するＳｉＯ２膜中の水分を示す３１００〜３７００ｃｍ−１付近がブロードに検出され、ＯＨ／ＳｉＯＳｉが０．０６１であることが検出された。【００５０】
本実施例によれば、水素を含まない原料ガスであるＴＩＣＳを用いて成膜されたＳｉＯ２膜には、水素を含む原料ガスであるＴＥＯＳを用いて成膜されたＳｉＯ２膜に比べてＨ２Ｏ又はＯＨが混入することを抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００５１】
１…真空チャンバー
２…排気管
３…ガスシャワー供給部材
４…ステージ
５…ヒータ
６…被成膜基板
９…真空計
１０…気化器
１１…第１のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）
１２…第２のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）
１３…第３のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）
１４…第４のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）
１５…原料供給源
【図１】
2011010727.tif 000010
【図２】
2011010727.tif 000011
【図３】
2011010727.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月24日(2011.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱する加熱機構と、
前記チャンバー内に原料ガスが供給される原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内に酸化ガスが供給される酸化ガス供給機構と、
前記チャンバー内を排気する排気機構と、
を具備し、
前記原料ガスは、水素を含まないＳｉ系材料を有し、
前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記被成膜基板に金属酸化物のデバイスが形成されていることを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記チャンバー内にフッ化炭素ガスが供給されるフッ化炭素ガス供給機構をさらに具備することを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記酸化ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２の少なくとも一つを含むことを特徴とする熱ＣＶＤ装置。
【請求項５】
熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜を成膜する方法において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、
前記チャンバー内を真空排気し、
前記チャンバー内に水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及び酸化ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、酸化ガス及びフッ化炭素ガスを供給し、
前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項６】
熱ＣＶＤ装置を用いて被成膜基板上にＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜を成膜する方法において、
前記熱ＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基板が保持されるステージと、
前記チャンバー内に配置され、前記ステージに保持された前記被成膜基板に対向して配置されるガスシャワー供給部材と、を有しており、
前記ステージに保持された前記被成膜基板を加熱し、前記チャンバー内を真空排気する第１工程と、
前記チャンバー内に、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス、又は、水素を含まないＳｉ系材料を有する原料ガス及びフッ化炭素ガスを供給する第２工程と、
前記原料ガスの供給を停止し、前記チャンバー内を真空排気する第３工程と、
前記チャンバー内に酸化ガスを供給する第４工程と、
前記酸化ガスの供給を停止し、前記チャンバー内を真空排気する第５工程と、
を具備し、
前記Ｓｉ系材料は、Ｓｉα−Ｘβで表した場合、Ｘは、−Ｏ−Ｃ≡Ｎであるシアネート基、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏであるイソシアネート基、−Ｃ≡Ｎであるシアノ基、＝Ｎ２であるジアゾ基、−Ｎ３であるアジド基、−ＮＯであるニトロソ基、及び−ＮＯ２であるニトロ基のすくなくとも一つを含むものであり、αは１〜３であり、βは１〜８であることを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項７】
請求項６において、前記第５工程の後に、前記第２工程乃至前記第５工程を繰り返すことを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項において、前記被成膜基板を加熱する前の前記被成膜基板に金属酸化物のデバイスが形成されていることを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか一項において、前記酸化ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、ＣＯ、ＣＯ２の少なくとも一つを含むことを特徴とするＳｉＯ２膜又はＳｉＯＦ膜の成膜方法。
【国際調査報告】
2011010727.tif 000013
2011010727.tif 000014
2011010727.tif 000015
2011010727.tif 000016